獨坐窗前,仰望星空,無數(shù)的星星在夜空閃爍,仿佛訴說著古老宇宙的秘密。我被這壯麗的景象深深震撼,心中涌起一股莫名的沖動:宇宙如此浩瀚,大多數(shù)人卻只能在地球上仰望,難道我們就不能更接近它一點嗎?
我開始在網(wǎng)絡(luò)上搜索有關(guān)航天的一切。從阿波羅登月的壯舉,到中國航天的飛速發(fā)展,每一張圖片、每一個視頻都讓我心潮澎湃。我仿佛看到了一扇通往浩瀚星空的大門,而火箭就是那把開啟大門的鑰匙。
帶著對火箭的濃厚興趣,我踏上了制作小型固體火箭的學(xué)習(xí)之旅。我買來大量與火箭相關(guān)的書籍,從基礎(chǔ)的數(shù)理知識到復(fù)雜的火箭設(shè)計原理,一步步地鉆研。那些晦澀難懂的公式和復(fù)雜的結(jié)構(gòu)圖,讓我一度如墜云霧,幾乎要陷入絕望。
正當(dāng)我準(zhǔn)備放棄時,班主任張祥浩老師給了我鼓勵和幫助。張老師對我說:“科創(chuàng)的道路沒有平坦的。每一次實驗的失敗,每一個數(shù)據(jù)的偏差,都是成長過程中需要經(jīng)歷的磨礪。恒心可貴,只要堅持,每一步都在靠近成功。”
張老師耐心地給我講解計算原理,指導(dǎo)我設(shè)計軌道計算模型,并在實驗中教我如何科學(xué)地收集和分析實驗數(shù)據(jù),繪制發(fā)動機(jī)推力曲線。他推薦我加入學(xué)校的航天科技社團(tuán)以及網(wǎng)上的航天愛好者論壇,與志同道合的朋友分享心得、交流經(jīng)驗。在一次次的討論中,我的知識逐漸豐富,視野也更加開闊。
紙上得來終覺淺。我深知,要想做出火箭模型,就必須動手實踐。在學(xué)習(xí)了大量理論知識后,我開始著手設(shè)計制作。
火箭發(fā)動機(jī)和發(fā)動機(jī)燃料的選擇是首要問題。我選用以高氯酸銨(AP)為氧化劑的復(fù)合固體燃料,配套的火箭發(fā)動機(jī)采用輕量化特殊型面噴管,適配AP基燃料的燃燒特性。通過研究《火箭推進(jìn)劑》,我完成了火箭發(fā)動機(jī)燃料的配比計算,并采用常壓混合、真空振動澆注工藝,制備了固含量 80% 的AP-HTPB(高氯酸銨-端羥基聚丁二烯)燃料。通過多次點火試車,該發(fā)動機(jī)和燃料的組合各方面數(shù)據(jù)表現(xiàn)都很優(yōu)秀。
根據(jù)發(fā)動機(jī)尺寸,我借助OpenRocket軟件設(shè)計了火箭的箭體、頭錐、尾翼等配件,并利用3D打印技術(shù)打印了箭體,完成了點火裝置、發(fā)動機(jī)與箭體的組裝。在社團(tuán)成員的建議和幫助下,我為火箭配置了具有加速度延遲點火功能的開傘回收控制模塊,采用硝化纖維素爆破開傘。在確保安全的情況下,利用控制變量法進(jìn)行了多次爆破開傘測試,確定了爆炸物的最佳用量,保證順利開傘。
經(jīng)過無數(shù)個日夜的努力,終于,我的小型固體火箭組裝完成。該火箭直徑為 50mm ,長度為 900mm ,飛行高度可達(dá) 200~300m 。實測火箭發(fā)動機(jī)峰值推力為248N,總沖達(dá)到268.38N?s 。
2024年國慶節(jié),在保證安全的情況下,我和小伙伴們在一片開闊的實驗場地進(jìn)行火箭發(fā)射實驗。一切準(zhǔn)備就緒后,隨著“3、2、1”倒計時結(jié)束,我啟動遙控點火模塊,一聲巨響,火箭沖天而起達(dá)到預(yù)定高度,開傘回收控制模塊在起飛4秒后啟動,兩個回收降落傘在最高點爆破展開。當(dāng)火箭穩(wěn)穩(wěn)落地,成功被回收的那一刻,我們控制不住內(nèi)心的喜悅,激動得跳了起來。制作過程中遇到的種種困難和那些為了調(diào)試設(shè)備而熬過的夜晚,在此刻都變得無比值得。
后來,我被推薦參加了學(xué)校的科技節(jié)活動,在活動中我的作品被評為一等獎,這給了我繼續(xù)完善作品的信心。我知道,這只是一個開始,宇宙浩瀚無垠,我的探索才剛剛起步。未來,我希望能有機(jī)會參與更大型的火箭項目,為中國航天事業(yè)貢獻(xiàn)自己的一份力量。(指導(dǎo)老師:張祥浩)
發(fā)明與創(chuàng)新·中學(xué)生2025年6期